專利名稱：一種金屬有機(jī)框架化合物及其制法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種用于氣體分離的金屬有機(jī)框架化合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
變壓吸附(Pressure Swing Adsorption, PSA)是常用的氣體吸附分離手段之一，PSA的過程在例如US4234322、US4477267等專利文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述。PSA較之于深冷分離法其優(yōu)點(diǎn)是可以小型化使用、設(shè)備簡單，而且維護(hù)也相對容易；與膜分離相比又有分離效率高的特點(diǎn)。變壓吸附劑的性能又直接決定了 PSA的分離效果和能耗，所以有必要不斷改進(jìn)和研制性能更好的吸附劑。金屬有機(jī)框架化合物孔性材料在氣體存儲與分離方面的應(yīng)用，已成為當(dāng)今氣體分離的研究熱點(diǎn)[參見(a)Yaghi 0. Nature. 2003, 423, 705. (b) Jeffrey R. Long. Chem. Rev. 2012，112，724.]。本發(fā)明在金屬有機(jī)框架化合物中引入極性基團(tuán)酰胺基，改進(jìn)了該金屬有機(jī)框架化合物與分子間的作用，增強(qiáng)了該金屬有機(jī)框架化合物對某些氣體尤其ニ氧化碳的選擇性捕獲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案如下ー種金屬有機(jī)框架化合物，它是{[Cu (BBAP) ]} ，上式中的BBAP代表N，N’-ニ(4-羧基苯基)-3，5-吡啶ニ甲酰胺。在配合物中雙核的銅采取渦輪式配位，兩個銅與來自于配體BBAP的四個羧酸和兩個氮進(jìn)行配位，兩個氮占據(jù)了軸向位置。上述的金屬有機(jī)框架化合物，其中含209^40% (摩爾百分比)的溶劑，優(yōu)選含209^25% (摩爾百分比)的溶劑(溶劑來自該化合物的空洞中)。本發(fā)明的化合物的XRD (X-射線粉末衍射)光譜用晶面距d值表示在約12. 77、11. 22,10. 03,9. 55,8. 35,7. 66,6. 39 處有衍射峰，典型地在約 12. 77,11. 63,11. 22,10. 03、9. 55,8. 35,7. 66,7. 23,6. 94,6. 39,5. 99,5. 78,5. 49,4. 16,4. 05 處有衍射峰，更典型地在約 12. 77,11. 63,11. 22,10. 03,9. 55,8. 35,7. 66,7. 23,6. 94,6. 78,6. 39,5. 99,5. 78,5. 62、
5.49,5. 01,4. 68、4. 58、4. 16、4. 05 處有衍射峰。在XRD中，由結(jié)晶化合物得到的衍射譜圖對于特定的晶型往往是特征性的，其中譜帶的相對強(qiáng)度可能會因為結(jié)晶條件、粒徑和/或其它測定條件的差異而產(chǎn)生的優(yōu)勢取向效果而變化。因此，衍射峰的相對強(qiáng)度對所針對的晶型并非是特征性的，判斷是否與已知的晶型相同吋，更應(yīng)該注意的是峰的相對位置而不是它們的相對強(qiáng)度。在XRD圖譜中通常用29角或晶面距d表示峰位置，由于2 0角與入射X射線的波長有關(guān)，因此用晶面距d表示更具有代表性。兩者之間具有簡單的換算關(guān)系d=X/2sin0，其中d代表晶面距，\代表入射X射線的波長(對于Cu-Ka，A ニI. 54187A)，0為衍射角。對于同種化合物的同種晶型，其XRD譜圖在整體上具有相似性，表征峰位置的d值誤差一般在土2%之內(nèi)，大部分誤差不超過±1% ;相對強(qiáng)度誤差可較大，但變化趨勢一致。另外，判斷晶型是否一樣時應(yīng)注意保持整體觀念，因為并不是一條衍射線代表ー個物相，而是ー套特定的"d-I/%"數(shù)據(jù)才代表某一物相。還應(yīng)指出的是，在混合物的鑒定中，由于含量下降等因素會造成部分衍射線的缺失，此時，無需依賴高純試樣中觀察到的全部譜帶，甚至幾條譜帶也可能對給定的結(jié)晶是特征性的。一種制備上述化合物的方法，它包括下列步驟 (a)將BBAP和銅鹽溶解于有機(jī)溶劑中； (b)加熱上述溶液至70-90 V并保持溫度24-60小時；(c)冷卻結(jié)晶，分離結(jié)晶產(chǎn)物{[Cu (BBAP)]し。上述的制備方法，所述的銅鹽優(yōu)選的為氯化銅。上述的制備方法，所述的有機(jī)溶劑優(yōu)選的為ニ甲基甲酰胺(DMF)。本發(fā)明同時提供了用于制備上述化合物的中間體化合物。
權(quán)利要求
1.一種金屬有機(jī)框架化合物，其特征是它以式表示丨[Cli (BBAP) j P，上式中的BBAP代表N，N’ - 二(4-羧基苯基)-3，5-吡啶二甲酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬有機(jī)框架化合物，其特征是所述的金屬有機(jī)框架化合物中含有物質(zhì)的量之比20% 40%的溶劑。
3.一種制備權(quán)利要求I或2所述的化合物的方法，其特征是它包括下列步驟 (a)將N，N’-二(4-羧基苯基)-3，5-吡啶二甲酰胺(BBAP)和銅鹽溶解于有機(jī)溶劑中； (b)加熱上述溶液至70-90°C并保持溫度24-60小時； (c)冷卻結(jié)晶，分離結(jié)晶產(chǎn)物{[Cu(BBAP) ] }
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征是所述的銅鹽為氯化銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征是所述的有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺。
6.權(quán)利要求I或2所述的金屬有機(jī)框架化合物在氣體分離中的應(yīng)用。
全文摘要
一種金屬有機(jī)框架化合物，它是，上式中的BBAP代表N,N'-二(4-羧基苯基)-3,5-吡啶二甲酰胺。本發(fā)明金屬有機(jī)框架化合物在低壓及常壓下對CO2有良好的吸附選擇性，可用于氣體分離。本發(fā)明公開了其制法。
文檔編號B01J20/22GK102796126SQ201210337680
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者白俊峰, 云瑞瑞 申請人:南京大學(xué)